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近几年来,由于高功率激光技术的不断发展,利用超强激光脉冲与等离子体相互作用产生高能电子束的研究得到了极大推动。用激光加速带电粒子这个设想早在激光发明的初期就已经提出来了。由于激光场是横场，这个电场不能在激光传播方向充分地加速带电粒子。然而在激光和等离子体相互作用中，能够产生很强的电子等离子体波(100GeV/m)，且具有接近真空中光速的相速度，可用来直接加速电子至极高的能量。相对于传统的射频腔加速器,这种新型的加速器由于以等离子体为介质，可以突破传统加速器中加速梯度小于100MeV/m的限制。
经过二十多年在激光尾波场加速电子领域不断发展，近年来国际上几个著名的实验室相继报道了准单能电子束的成功观测，实现了电子束的单能性、电子束能量方面的又一重大突破，掀起了激光尾波场加速电子研究的新高潮。产生超过GeV能量的电子束正是目前很多实验室在尝试的工作。文章介绍激光尾波场加速电子的相关概念和这一领域的理论创新进展和一些重要的实验结果。
本文主要就密度减稀等离子体中激光驱动尾场加速电子方案，尝试不同的等离子体密度减稀模式进行模拟计算，考察不同的密度减稀模式对电子加速的影响。本文从捕获更多的电子和使电子具有更好的单能性两方面考虑对密度减稀方式进行改进：
(1)共振相位取定值势必在加速开始时甩出一部分电子，考虑使共振相位从加速开始时较低或者为零逐渐过度到高相位，从而把电子聚束到小的相位范围内，不会被甩出，实现捕获更多电子的目的；
(2)在实现(1)的同时考虑把电子聚束到合适的相位，从而实现电子束具有更好的单能性。而且考虑激光在传播过程中会衰减，也为保证能够把电子加速到更高的能量，所以采用分段的设计。
通过对三种密度减稀模式进行模拟，结果表明密度减稀尾场加速机制的存在和优越性，也表明适当设计密度减稀尾场加速电子方案可以得到能量高、电荷量大、能散度低的高品质电子束；模拟结果也说明密度减稀尾场加速电子机制的充分发挥并不要求很高的激光强度，方便从实验上进行验证。